Bài toán 36 sĩ quan là gì?

Bài toán 36 sĩ quan bắt nguồn từ một truyền thuyết. Truyện kể rằng có lần một quốc vương nước Phổ tiến hành một cuộc duyệt binh lớn, truyền lệnh cho sáu chi đội lính tham gia để duyệt binh. Quốc vương quy định mỗi chi đội phải chọn sáu sĩ quan có quân hàm khác nhau (ví dụ có thể chọn sĩ quan thượng tá, trung tá, thiếu tá, và thượng uý, trung uý, thiếu uý). Vậy mỗi chi đội chọn sáu sĩ quan thì sáu chi đội sẽ có 36 sĩ quan. Quốc vương yêu cầu sĩ quan xếp thành đội hình sáu hàng ngang và sáu hàng dọc, ở mỗi hàng ngang và hàng dọc, các sĩ quan phải không cùng hàm và không cùng đơn vị. Viên sĩ quan điều hành bày đi, xếp lại vẫn không đạt được đội hình theo đúng yêu cầu của Quốc vương. Về sau, câu chuyện lan truyền ra ngoài, mọi người ai nấy cũng đều tìm các phương án sắp xếp đội hình nhưng rốt cuộc không ai thu được kết quả. Vấn đề này được gọi là “vấn đề 36 sĩ quan” và lưu truyền rộng rãi. Vấn đề khó này đã thu hút nhiều tâm lực của nhiều nhà toán học nổi tiếng.

Người ta tìm thấy rằng, nếu Quốc vương đề ra yêu cầu ít hơn hoặc nhiều hơn một chút, ví dụ yêu cầu bày thành năm hàng ngang, năm hàng dọc hoặc bảy hàng ngang bảy hàng dọc thì có thể được, nhưng với sáu hàng ngang sáu hàng dọc thì không thể được. Ta thử xét trường hợp xếp thành bảy hàng ngang bảy hàng dọc.

A, B, C, D, E, F, G, biểu diễn các đơn vị bộ đội, các chỉ số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 chỉ các cấp quân hàm của các sĩ quan. Ở mỗi hàng ngang, hàng dọc đều có chữ cái A, B, C, D, E, F, G biểu diễn đó là các sĩ quan từ 7 đơn vị, các chỉ số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 chỉ các cấp quân hàm của các cấp sĩ quan khác nhau.

Ngày nay bài toán 36 sĩ quan thuộc một bài toán của phép toán tổ hợp. Các đội hình sắp xếp được gọi là ma trận hoặc ma trận chữ nhật, ví dụ cách xếp sáu hàng ngang sáu hàng dọc gọi là ma trận vuông cấp sáu. Do từ ban đầu các yếu tố của ma trận đều biểu diễn nhờ các chữ cái Latinh A, B, C, D... nên các ma trận này thường được gọi là các ô vuông Latinh. Bảng vuông Latinh phù hợp với điều kiện trực giao gọi là “bảng vuông trực giao”. Bài toán 36 sĩ quan thuộc loại bài toán của phép toán tổ hợp của bảng vuông Latinh trực giao. Nhà toán học kiệt xuất ơle (L. Euler) đã chứng minh là ma trận vuông cấp sáu theo yêu cầu của Quốc vương Phổ là không thể được, kết luận này đã được nhà toán học Pháp Thali chứng minh vào năm 1901. Thế là bài toán 36 sĩ quan đã được giải quyết. Đó chính là các ma trận vuông Latinh trực giao. Các ma trận này được ứng dụng rộng rãi trong công tác thiết kế, thí nghiệm. Trong công nghiệp, nông nghiệp, trong khoa học kĩ thuật luôn cần phải tiến hành một số lớn việc sắp xếp tổ chức các tổ thực nghiệm. Việc sử dụng các bảng vuông Latinh trong công tác thiết kế, thực nghiệm có thể giảm đi nhiều công sức trong việc sắp xếp, tiết kiệm được nhiều sức người, sức của, tăng được hiệu quả công việc.

Vì sao mắt không sợ lạnh?

Mùa đông, nếu đi ngoài đường, ta thường bị mũi đỏ bầm, tai đau, tay tê dại, nhưng con mắt tuy lộ ra ngoài lại không cảm thấy lạnh.

Chồn sóc là loài thú có lợi hay có hại?

Chồn sóc tên gọi là chồn chó, là một loài thú nhỏ ăn thịt. Ban ngày chúng sống ở mồ mả, hốc tường, đống củi..., buổi tối ra ngoài hoạt động kiếm mồi.

Vì sao bị sâu răng?

Sâu răng là tình trạng tổn thương mất mô cứng của răng do quá trình hủy khoáng gây ra bởi vi khuẩn ở mảng bám răng và hình thành các lỗ nhỏ trên răng.

Vì sao phải bảo tồn tính đa dạng của sinh vật?

Tính đa dạng của sinh vật là chỉ tính đa dạng di truyền, tính đa dạng loài vật và tính đa dạng sinh thái của thực vật, động vật, vi sinh vật. Bảo tồn...

Vì sao các thiết bị vũ trụ phải giữ tư thế chính xác trong vũ trụ?

Khi đọc sách hoặc viết chữ ta phải giữ một tư thế chính xác, vậy các thiết bị hàng không vũ trụ bay trong vũ trụ có cần giữ tư thế chính xác không?...

Tại sao lại phải cắt tỉa cành lá cho cây bông?

Việc cắt tỉa cành lá cho cây bông có tác dụng rất lớn cho tăng sản. Đó là vì, sau khi cắt tỉa cành lá, trước tiên điều chỉnh tình trạng chất dinh...

Vì sao hút thuốc lá thụ động cũng nguy hại?

Hút thuốc lá có hại cho sức khoẻ, điều đó toàn thế giới đều biết. Mỗi người hút một điếu thuốc lá, phải hít vào đến 200ml khói, mà mỗi mililit khói có...

Vì sao hầu như không hề có tiếng nói giống nhau?

Khi ta nói hoặc hát, âm thanh do yết hầu phát ra, chính xác hơn là do thanh đới của yết hầu phát ra. Thanh đới là một tập hợp các lớp niêm mạc trong...

Có phải đường ray tàu hỏa chỉ có một khổ?

Chúng ta biết rằng, tàu hoả chạy trên hai đường ray bằng thép song song nhau. Vì khoảng cách giữa hai bánh xe đối diện nhau ở hai bên toa tàu là cố...